4차산업혁명 '스마트팜' 제대로 알고 설치하자
4차산업혁명 '스마트팜' 제대로 알고 설치하자
  • 문진학
  • 승인 2018.01.12 17:11
  • 댓글 0
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작물과 기술에 맞는 스마트팜 설계 우선
품목별 현장기술 적용 사례
참고사진 스마트팜농장 [출처=경기도]
참고사진 스마트팜농장 [출처=경기도]

[농업경제신문=문진학 기자] 농업생산 분야의 4차 산업혁명으로 지능화·자동화에 의한 스마트팜 기술이 도입되고 있다.

하지만 현장에서 스마트팜에 대한 이해가 부족하고 작물 특성과 시설유형을 고려하지 않은 제어방법의 선택으로 과잉 투자나 추가 설비가 필요한 경우가 발생하고 있다.

스마트팜은 품목별 적합한 설계가 우선되어야 하며, 작물생육에 대한 이해를 기반으로 재배자의 기술 수준과 시설유형, 재배양식 등에 따라 제어방법을 선택하고 자신의 농장에 맞게 운영하는 것이 중요하다.

◎작물과 기술에 맞는 스마트팜 설계 우선

스마트팜 도입 전 고려사항으로는 유무선 인터넷 접속이 가능한 지역에 재배시설이 있어야 한다. 안정적인 전력공급이 가능하고, 환경조절과 생육관리 장치에 필요한 전력 용량이 확보돼야 한다.

또한, 품목과 시설유형에 따라 스마트팜의 환경제어방법을 선택하는 것이 중요하다. 환경제어는 방법에 따라 단순제어와 복합환경제어로 나눌 수 있다.

단순제어는 환경요인 중 한 가지 요소가 관련된 조절방법이다. 온도에 의한 천·측창 개폐와 난방, 토양수분에 의한 자동관수 기술 등이 있다. 복합환경제어는 두 개 이상의 환경요인이 복합적으로 관여해 작물 생육에 적합한 환경을 만드는 것이다.

더불어 제어하는 구간에 따라 일괄제어, 구간제어, 분산제어로 나눌 수 있다. 일괄제어는 대부분 하우스에서 한 개의 제어반으로 운영한다. 이 제어반과 환경제어 시스템을 연결해 설정값에 따라 전체 하우스를 조절한다. 이때 연동 하우스는 내부, 단동 하우스는 동간 온도 편차를 최소화하여 균일한 기상환경 조성이 필요하다.

구간제어는 동수가 많거나, 구간별로 제어시설에 차이가 있으면 하우스 전체를 2구간 이상으로 나누어 제어하는 방법이다. 구간별 제어반이 별도로 있어야 하며, 환경제어 시스템도 구역에 따라 별도로 설치돼야 한다.

단동 분산제어는 단동 하우스를 동별로 각각 제어하는 방법으로, 동마다 제어반과 환경제어시스템이 개별적으로 설치돼야 한다. 딸기 수경재배 및 자동화 제어 요소가 많은 시설유형에 적합하다.

참외의 경우 하우스의 대표적인 중앙동에 센서를 설치하고, 단순제어로 온도에 의한 측창과 보온 덮개 원격·자동개폐와 일괄제어로 작업 효율화를 목표로 추진한다. 대표 농가의 경우 스마트팜 시스템 도입 이후 수량 16.2%와 조수입 13.4%가 향상되는 성과가 있다.

◎품목별 현장기술 적용 사례

▲포도는 온도에 의한 천·측창 개폐와 토양수분 센서에 의한 자동관수 단순제어와 연동 하우스 일괄제어 도입으로 열과 발생이 15% 줄고, 특품 비율이 13% 증가했다. 또한, 착생 불량이 70% 감소하고, 조수입이 7% 증가했다. 토양 재배를 하고 자동제어요소가 적으면 단순제어와 일괄제어를 추천한다.

▲토마토의 경우 재배시설 및 기술의 우선순위 등을 고려하여 단순제어 또는 복합환경제어를 도입할 필요가 있다. 단동 하우스는 낮은 측고와 권취식 개폐, 연 2기작, 수경재배 타이머 제어 등으로 정밀제어의 한계가 있으므로 편의성 향상 중심의 단순제어 도입을 추천한다.

▲복합환경제어의 경우 10개월 이상의 연중재배, 일사량 비례 수경재배, 측고가 높으며 천창 환기 중심제어, 난방제어 등 재배자의 기술 수준이 높고, 시설이 고도화된 연동 하우스의 경우에 적합하다.

▲국화의 경우 온도에 의한 천·측창 개폐와 토양수분 센서에 의한 자동관수 단순제어로 추진한다. 오전 2~3회 온도 편차를 줄이기 위해 수동으로 조금씩 환기하던 방식에서 원격 환기로 관리 노력이 크게 절감됐다. 내부에 광량 센서를 설치하고 야간 전조 처리 확인을 통해 안심 영농이 가능하게 된다.


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